本發(fā)明涉及一種適用于潤滑機床等的滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物。

背景技術(shù)：

為了借助于機床進行高精度機械加工，機床進料軸的定位精度必須極佳，其中在一些情況下要求微米級精度。然而，因為定位精度可能由于在具有滑動導(dǎo)向表面的機床的導(dǎo)向表面上產(chǎn)生的摩擦阻力而降低，所以使用潤滑油，并且在該導(dǎo)向表面上使用的潤滑油必需顯示低摩擦。

此外，除了如上文所描述的導(dǎo)向表面之外，用于機床的潤滑油還可用于潤滑齒輪等，并且在此類情況下也需要承載特性作為重要特征。

因此，因為導(dǎo)向表面需要平滑移動和高精度，所以多種摩擦減小劑在導(dǎo)向表面上使用的潤滑油中共混以便減少摩擦。舉例來說，jp11-505283公開了，已經(jīng)嘗試通過使用磷酸的酸性酯和膦酸酯的組合實現(xiàn)低摩擦特性和良好滑動特性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

常規(guī)潤滑油組合物仍需要對于需要高精度機械加工的機床實現(xiàn)令人滿意的潤滑特性，而本發(fā)明的目標(biāo)(其已經(jīng)在考慮這些情形的情況下設(shè)計)為獲得潤滑油組合物，其具有進一步改進的摩擦特性和極端壓力特性。

如上文所描述，由于以減少摩擦和實現(xiàn)良好極端壓力特性為目的而進行的各種調(diào)查和研究，發(fā)現(xiàn)與在其中單獨使用膦酸酯和脂肪酸中的任一者的情況下相比，在其中使用膦酸酯和脂肪酸的組合的情況下，可實現(xiàn)更小摩擦系數(shù)和更高承載特性，并且本發(fā)明基于這些發(fā)現(xiàn)完成。

本發(fā)明提供一種用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物，該潤滑油組合物含有api(美國石油學(xué)會)基礎(chǔ)油類別中的第i類基礎(chǔ)油、第ii類基礎(chǔ)油、第iii類基礎(chǔ)油、第iv類基礎(chǔ)油中的任一種或其混合物(作為基礎(chǔ)油)，并且該潤滑油組合物通過添加膦酸酯(膦酸酯)和中等或更高級脂肪酸的組合到此基礎(chǔ)油中獲得。

此外，對于基礎(chǔ)油，更優(yōu)選為作為高度精煉礦物油的第iii類的基礎(chǔ)油或作為在api基礎(chǔ)油類別中的第iv類合成油的基礎(chǔ)油，或其混合物。

本發(fā)明的潤滑油組合物可以顯示在機床等的滑動導(dǎo)向表面上的極佳摩擦特性和承載特性，并且可有效地用作用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物。

具體實施方式

在api基礎(chǔ)油類別中的第i類到第iv類基礎(chǔ)油或其混合物用于本發(fā)明的潤滑脂的基礎(chǔ)油。

第i類基礎(chǔ)油的實例為通過使?jié)櫥宛s出物(其通過使原油進行常壓蒸餾獲得)進行精煉步驟(如溶劑精煉、加氫精煉和脫蠟)的適當(dāng)組合獲得的烷烴類礦物油。

粘度指數(shù)適當(dāng)?shù)貫?0到120，并且優(yōu)選為95到110。在40℃下的動態(tài)粘度優(yōu)選為2mm²/s到680mm²/s，并且更優(yōu)選地8mm²/s到220mm²/s。此外，總硫含量適當(dāng)?shù)貫榇笥?00ppm且小于700ppm，并且優(yōu)選小于500ppm?？偟窟m當(dāng)?shù)匦∮?0ppm，并且優(yōu)選小于25ppm。此外，苯胺點應(yīng)當(dāng)為80℃到150℃，并且優(yōu)選為90℃到120℃。

第ii類基礎(chǔ)油的實例為通過使?jié)櫥宛s出物(其通過使原油進行常壓蒸餾獲得)進行精煉步驟(如加氫裂解和脫蠟)的適當(dāng)組合而獲得的烷烴類礦物油。

這些基礎(chǔ)油的粘度不特別受限制，但粘度指數(shù)適當(dāng)?shù)貫?0到小于120，并且優(yōu)選為100到小于120。在40℃下的動態(tài)粘度優(yōu)選為2mm²/s到680mm²/s，并且更優(yōu)選為8mm²/s到220mm²/s。

此外，總硫含量適當(dāng)?shù)夭淮笥?00ppm，優(yōu)選為不大于200ppm，并且更優(yōu)選為不大于10ppm?？偟窟m當(dāng)?shù)匦∮?0ppm，并且優(yōu)選為小于1ppm。此外，苯胺點適當(dāng)?shù)貫?0℃到150℃，并且優(yōu)選為100℃到135℃。

此外，已經(jīng)使用加氫精煉處理如海灣石油使用的加氫精煉處理而精煉的第ii類基礎(chǔ)油適當(dāng)?shù)鼐哂行∮?0ppm的總硫含量和5％或更少的芳香烴含量，并且可有利地用于本發(fā)明。

第iii類基礎(chǔ)油的實例包括通過使?jié)櫥宛s出物(其通過使原油進行常壓蒸餾獲得)進行高度加氫精煉來生產(chǎn)的烷烴類礦物油；通過使用其中進行轉(zhuǎn)化和脫蠟的異構(gòu)脫蠟處理來精煉蠟(其在脫蠟處理中生產(chǎn))而獲得的基礎(chǔ)油；或已經(jīng)使用由美孚石油(mobiloil)使用的蠟異構(gòu)化處理來精煉的基礎(chǔ)油。

這些第iii類基礎(chǔ)油的粘度不特別受限制，但粘度指數(shù)應(yīng)當(dāng)為120到180，并且優(yōu)選為130到150。在40℃下的動態(tài)粘度優(yōu)選為2mm²/s到680mm²/s，并且更優(yōu)選為8mm²/s到220mm²/s。此外，總硫含量適當(dāng)?shù)貫?00ppm或更少，并且優(yōu)選為10ppm或更少?？偟窟m當(dāng)?shù)貫?0ppm或更少，并且優(yōu)選為1ppm或更少。此外，苯胺點適當(dāng)?shù)貫?0℃到150℃，并且優(yōu)選為110℃到135℃。

此外，作為屬于第iii類的基礎(chǔ)油，與從原油精煉的礦物油類基礎(chǔ)油相比，通過費舍爾-托普希(fischer-tropsch)處理(其為用于將天然氣轉(zhuǎn)化成液體燃料的技術(shù))合成的gtl(氣體到液體)基礎(chǔ)油具有顯著更低的硫含量和芳香烴含量以及顯著更高的烷烴比例，并且因此顯示極佳氧化穩(wěn)定性和極其低蒸發(fā)損失，因而可有利地用作本發(fā)明中的基礎(chǔ)油。

此gtl基礎(chǔ)油的粘度特性不受特定限制，但粘度指數(shù)通常為130到180，并且更優(yōu)選為140到175。此外，在40℃下的動態(tài)粘度適當(dāng)?shù)貫?mm²/s到680mm²/s，并且更優(yōu)選為5mm²/s到120mm²/s。此外，總硫含量通常小于10ppm，并且總氮含量通常小于1ppm。這種類型的gtl基礎(chǔ)油產(chǎn)品的實例為shellxhvi^tm。

聚烯烴為屬于第iv類的基礎(chǔ)油的實例，并且這些包括多種烯烴的聚合物及其氫化產(chǎn)物?？墒褂萌魏晤愋偷南N，但烯烴的實例包括乙烯、丙烯、丁烯和具有5個或更多個碳原子的α-烯烴。當(dāng)生產(chǎn)聚烯烴時，有可能單獨使用單一烯烴或其兩種或更多種類型的組合。特別優(yōu)選的是被稱為聚α-烯烴(pao)的聚烯烴。

這些聚烯烴的粘度不特別受限制，但在40℃下的動態(tài)粘度優(yōu)選為2mm²/s到680mm²/s，并且更優(yōu)選地8mm²/s到220mm²/s。

上述膦酸酯由下式1表示。

在以上式1中，r1為飽和或不飽和烷基并且具有12至22個碳原子，并且優(yōu)選為12至18個碳原子。r2為具有1至18個碳原子的飽和或不飽和烷基。這些烷基通常為線性的，但可為分支鏈。

這種類型的膦酸酯的實例包括二甲基十二烷基膦酸酯、二甲基十三烷基膦酸酯、二甲基十四烷基膦酸酯、二甲基十五烷基膦酸酯、二甲基十六烷基膦酸酯、二甲基十七烷基膦酸酯、二甲基十八烷基膦酸酯、二甲基十九烷基膦酸酯、二甲基二十烷基膦酸酯、三十二烷基膦酸酯、三(十三烷基)膦酸酯、三(十四烷基)膦酸酯、三(十五烷基)膦酸酯、三(十六烷基)膦酸酯、三(十八烷基)膦酸酯(三硬脂?；鶃喠姿狨ィ夯プ儺悩?gòu)體)和三油醇膦酸酯。

相對于潤滑油組合物的總量，該類型膦酸酯適當(dāng)?shù)匾源蠹s不低于0.2質(zhì)量％但小于2質(zhì)量％的量使用，并且優(yōu)選為不低于0.5質(zhì)量％和不超過1.5質(zhì)量％。

上述脂肪酸由下式2表示。

r3cooh(2)

在以上式2中，r3為具有7至17個碳原子的飽和或不飽和烷基。

這種類型的脂肪酸的實例包括辛酸、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、硬脂酸、異硬脂酸、油酸、亞麻油酸和次亞麻油酸。

相對于潤滑油組合物的總量，該型脂肪酸適當(dāng)?shù)匾源蠹s不低于0.03質(zhì)量％但小于1質(zhì)量％的量使用，并且優(yōu)選為不低于0.1質(zhì)量％和不超過0.7質(zhì)量％。

金屬去活化劑、抗磨損劑等還可添加到該潤滑油組合物。金屬去活化劑的實例包括噻二唑衍生物，例如2,5-雙(烷基二硫基)-1,3,4-噻二唑化合物，如2,5-雙(庚基二硫基)-1,3,4-噻二唑，2,5-雙(壬基二硫基)-1,3,4-噻二唑，2,5-雙(十二烷基二硫基)-1,3,4-噻二唑和2,5-雙(十八烷基二硫基)-1,3,4-噻二唑；2,5-雙(n,n-二烷基二硫基氨基甲?；?-1,3,4-噻二唑化合物，如2,5-雙(n,n-二乙基二硫基氨基甲?；?-1,3,4-噻二唑，2,5-雙(n,n-二丁基二硫基氨基甲?；?-1,3,4-噻二唑和2,5-雙(n,n-二辛基二硫基氨基甲?；?-1,3,4-噻二唑；和2-n,n-二烷基二硫基氨基甲?；?5-巰基-1,3,4-噻二唑化合物，如2-n,n-二丁基二硫基氨基甲酰基-5-巰基-1,3,4-噻二唑和2-n,n-二辛基二硫基氨基甲?；?5-巰基-1,3,4-噻二唑。在一些情況下，可能使用苯并三唑或苯并三唑衍生物、苯并咪唑或苯并咪唑衍生物、咪唑或咪唑衍生物、苯并噻唑或苯并噻唑衍生物、苯并惡唑衍生物、三唑衍生物等?？赡芤詽櫥徒M合物的約0.01質(zhì)量％至0.5質(zhì)量％的量使用這些金屬去活化劑中的一種或多種。

抗磨損劑的實例包括二異丁基二硫化物、二異丁基三硫化物、二叔丁基三硫化物、二辛基三硫化物、二叔壬基三硫化物、二叔苯甲基三硫化物和其它多硫化物。也可能使用硫化烯烴、硫化油或脂肪等?？赡芤詽櫥徒M合物的約0.1質(zhì)量％到3質(zhì)量％的量使用這些硫基抗磨損劑中的一種或多種。

此外，這些金屬去活化劑和抗磨損劑可單獨使用或以其適當(dāng)組合使用，并且在其中這些金屬去活化劑和抗磨損劑以組合使用的情況下，可實現(xiàn)低摩擦系數(shù)，可實現(xiàn)更好的抗磨損性和極端壓力特性，并且可在惡劣條件下有效地潤滑滑動導(dǎo)向表面。

必要時，抗氧化劑如胺類和酚類抗氧化劑、腐蝕抑制劑、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定劑、粘度調(diào)節(jié)劑、分散劑、傾點降低劑、消泡劑和其它已知添加劑可按需要在本發(fā)明的潤滑油組合物中共混。

根據(jù)iso粘度等級，上述用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物的粘度等級應(yīng)當(dāng)為vg22到vg220，并且優(yōu)選為vg32到vg68。

現(xiàn)將以特定術(shù)語通過工作實例和比較實例描述本發(fā)明的用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物，但本發(fā)明決不受限于這些實例。

實例

制備以下材料以便生產(chǎn)工作實例和比較實例。

基礎(chǔ)油

基礎(chǔ)油1：屬于第iii類的gtl(氣體到液體)基礎(chǔ)油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：7.579mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：43.69mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：141，在15℃下的密度：0.8284)(由皇家荷蘭殼牌公司(royaldutchshell)制造的shellxhvi-8)

基礎(chǔ)油2屬于第iii類的精煉礦物油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：7.545mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：45.50mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：132，在15℃下的密度：0.8453)(由sk創(chuàng)新公司(skinnovation)制造的yu-base8)

基礎(chǔ)油3：屬于第iv類的pao(聚α-烯烴)(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：7.741mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：46.25mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：136，在15℃下的密度：0.8322)(英力士低聚物公司(ineosoligomers)制造的durasyn168)

基礎(chǔ)油4：屬于第ii類的精煉礦物油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：5.352mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：31.10mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：105，在15℃下的密度：0.8627)

基礎(chǔ)油5：屬于第ii類的精煉礦物油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：9.490mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：73.66mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：106，在15℃下的密度：0.8683)

基礎(chǔ)油6：屬于第i類的精煉礦物油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：4.628mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：24.32mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：106，在15℃下的密度：0.8625)

基礎(chǔ)油7：屬于第i類的精煉礦物油(特性：在100℃下的動態(tài)粘度：7.446mm²/s，在40℃下的動態(tài)粘度：51.37mm²/s，粘度指數(shù)(vi)：106，在15℃下的密度：0.8736)

添加劑

添加劑1-1：二甲基十八烷基膦酸酯

添加劑1-2：三(十二烷基)膦酸酯

添加劑1-3：三硬脂?；鶃喠姿狨?/p>

添加劑2-1：辛酸

添加劑2-2：月桂酸

添加劑2-3：硬脂酸

添加劑2-4：油酸

添加劑3：二乙基芐基磷酸酯

添加劑4：二十二烷酸

添加劑5：噻二唑

添加劑6：二叔十二烷基三硫化物

工作實例1至16和比較實例1至12

根據(jù)在下表1至3中示出的組合物使用上述材料制備工作實例1至16和比較實例1至12的用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物。組分的共混量示出為質(zhì)量％。

測試

摩擦系數(shù)：擺錘式摩擦系數(shù)測試

使用由神鋼工程有限公司(shinkoengineeringco.，ltd)制造的soda型擺錘式油性測試儀測量工作實例1至16和比較實例1至12的潤滑油組合物的摩擦系數(shù)。在該測試中，將測試油涂覆到作為擺錘支撐點的磨損部件，擺錘作出擺動，并且根據(jù)擺動的衰減測定摩擦系數(shù)。在室溫(25℃)下進行測試。

根據(jù)以下準(zhǔn)則進行測試的評估：

0.110或更小的摩擦系數(shù)被認(rèn)為是○(合格)。

大于0.110的摩擦系數(shù)被認(rèn)為是×(不合格)。

閃點

根據(jù)jisk2265-4，使用克利夫蘭(cleveland)開放杯式自動閃點測量裝置將工作實例1至16和比較實例1至12的樣品的閃點測量5次，并且通過舍入到在小數(shù)點之后的1位確定平均值。使用的溫度計為在jisb7410(coc)中指定的第32號溫度計。

根據(jù)以下準(zhǔn)則進行測試的評估：

220℃或更高的閃點被認(rèn)為是○(合格)。

小于220℃的閃點被認(rèn)為是×(不合格)。

承載特性測試：shell四球ep測試

工作實例1和12以及比較實例5和6根據(jù)astmd2783進行承載測試。

條件：轉(zhuǎn)速：1760±40rpm

持續(xù)時間：10秒

溫度：室溫

測試項目：isl(初始咬粘負(fù)荷，單位：千克力)和wl(焊接負(fù)荷，單位：千克力)。

測試方法：通過施加50千克力、63千克力、80千克力、100千克力、126千克力、160千克力、200千克力、250千克力和315千克力直到wl的負(fù)荷確定數(shù)值。

根據(jù)以下準(zhǔn)則進行isl的評估：

80千克力或更大被認(rèn)為是○(合格)。

小于80千克力被認(rèn)為是×(不合格)。

此外，根據(jù)以下準(zhǔn)則進行wl的評估：

126千克力或更大被認(rèn)為是○(合格)。

小于126千克力被認(rèn)為是×(不合格)。

耐磨性測試：shell四球磨損測試

測試設(shè)備和測試方法使得根據(jù)astmd4172施加40千克力的負(fù)荷，油溫度為75℃，測試儀在1200rpm下旋轉(zhuǎn)1小時，并且測量出現(xiàn)在接觸點處的磨蝕標(biāo)記的直徑。工作實例1和12以及比較實例5和6進行該測試。

根據(jù)以下準(zhǔn)則進行測試的評估：

0.50mm或更小的磨蝕標(biāo)記直徑被認(rèn)為是○(合格)。

大于0.50mm的磨蝕標(biāo)記直徑被認(rèn)為是×(不合格)。

儲存穩(wěn)定性

使工作實例1至16和比較實例1至12的潤滑油組合物在25℃下靜置1天(24小時)，在這之后以肉眼確定混濁或沉淀的存在/不存在。

其中不出現(xiàn)混濁和沉淀的實例被認(rèn)為是○(合格)。

其中出現(xiàn)混濁或沉淀的實例如表中所示。

關(guān)于儲存穩(wěn)定性，其中出現(xiàn)混濁或沉淀的實例不適合作為對于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物，并且因而不進行上述其它測試。

測試結(jié)果

對于工作實例和比較實例的測試結(jié)果在表1至3中示出。

表1

表2

表3

如表1中所示，含有基礎(chǔ)油1和添加劑1-1及2-3的工作實例1的組合物具有低摩擦系數(shù)0.093和高閃點270℃，并且被發(fā)現(xiàn)作為用于滑動導(dǎo)向表面的潤滑油組合物是極佳的。然而，不含有添加劑2-3的比較實例1的組合物在閃點方面合格，但是發(fā)現(xiàn)由于具有高摩擦系數(shù)0.114不適合。

類似地，將工作實例2和比較實例2相比較，工作實例2是適合的，而發(fā)現(xiàn)比較實例2(其與工作實例2不同在于含有添加劑2-3)是不適合的。此外，通過以基礎(chǔ)油2替換在工作實例2中的基礎(chǔ)油1而獲得的工作實例3為良好。

此外，含有添加劑1-2但不含有添加劑2的組合物如比較實例3和4不可實現(xiàn)良好結(jié)果。

比較實例5與工作實例1不同在于不含有添加劑1-1，但在摩擦系數(shù)和閃點方面合格。然而，比較實例5在shell四球ep測試中顯示與工作實例1相同的126千克力的wl，但具有比工作實例1的isl(80千克力)小的isl(63千克力)并且在shell四球磨損測試中具有比工作實例1的磨蝕標(biāo)記直徑(0.41)差的磨蝕標(biāo)記直徑0.73，并且發(fā)現(xiàn)是不適合的。

比較實例6含有與工作實例1相同的組分但含有更小量的添加劑1和添加劑2并且在摩擦系數(shù)、在shell四球ep測試中的isl和wl和在shell四球磨損測試中的磨蝕標(biāo)記直徑方面不合格，并且明顯比工作實例1差。

比較實例7含有與工作實例1相同的組分，但含有更高量的添加劑1和添加劑2，并且在儲存穩(wěn)定性測試中顯現(xiàn)混濁，因而為不適合的。如上所述，因為出現(xiàn)混濁，不進行其它測試。

如表2中所示，工作實例4至8的組合物均含有基礎(chǔ)油1和添加劑1-1，均含有添加劑5，并且在添加劑2的類型和含量方面變化，但在摩擦系數(shù)和閃點方面均合格，并且發(fā)現(xiàn)是適合的。

工作實例9與工作實例7不同在于含有添加劑1-2而非添加劑1-1，而工作實例10與工作實例9不同在于含有基礎(chǔ)油2而非基礎(chǔ)油1，但工作實例9和10在摩擦系數(shù)和閃點方面合格，并且發(fā)現(xiàn)是適合的。

比較實例8與工作實例4至8不同在于含有0.3質(zhì)量％的添加劑4(二十二烷酸)而非添加劑2，而比較實例9與工作實例4至8不同在于含有1.5質(zhì)量％的添加劑4(二十二烷酸)而不是添加劑2，但比較實例8和9在儲存穩(wěn)定性測試中經(jīng)歷沉淀，并且因而是所不希望的。此外，因為出現(xiàn)沉淀，不進行其它測試。

比較實例10在基礎(chǔ)油1中含有添加劑5，但不含有添加劑1或添加劑2，并且在閃點方面合格，但由于顯示極高摩擦系數(shù)0.146而被發(fā)現(xiàn)不適合。

如表3中所示，通過添加添加劑6至工作實例1的組合物獲得工作實例11，其在摩擦系數(shù)和閃點方面合格。

通過將添加劑5和添加劑6添加到工作實例1的組合物獲得工作實例12，其在摩擦系數(shù)和閃點方面合格，并且在shell四球磨損測試中顯現(xiàn)與工作實例1類似的磨蝕標(biāo)記直徑，但在shell四球ep測試中顯現(xiàn)更高值的isl和wl，并且因而發(fā)現(xiàn)在其中需要高極端壓力特性的情況下是更優(yōu)選。

通過以其它基礎(chǔ)油替換用于工作實例12的基礎(chǔ)油1而獲得工作實例13至16，并且其在摩擦系數(shù)方面均合格，而工作實例15和16在閃點方面略微較差，但仍合格。

比較實例11與工作實例11不同在于不含有添加劑1或添加劑2，并且在閃點方面合格，但由于顯示如同比較實例10的高摩擦系數(shù)而不適合。

比較實例12與工作實例12不同在于含有添加劑3(其為具有苯環(huán)的膦酸酯)而不是添加劑1-1，并且在摩擦系數(shù)和閃點方面不合格，因而發(fā)現(xiàn)是不適合的。